污水處理廠改造升級(jí)工藝設(shè)計(jì)研究與討論

摘 要：隨著國家對(duì)城鎮(zhèn)污水廠出水的進(jìn)一步要求提高，污水廠的改造升級(jí)逐步成為污水處理的新領(lǐng)域，本文就針對(duì)不同類型的污水廠進(jìn)行改造升級(jí)，結(jié)合一些案例做了一定的分析和討論，總結(jié)了各工藝在不同條件下的改造取向和注意問題，便于今后在污水處理廠改造的過程中不斷總結(jié)和完整并提供參考。

關(guān)鍵詞：污水廠；改造升級(jí)；活性污泥法

隨著國家與地方對(duì)水環(huán)境保護(hù)的重視不斷提高，特別是十八屆三中對(duì)環(huán)境提出新的要求，在今后國家將緊緊圍繞建設(shè)美麗中國，加快建立生態(tài)文明制度，推動(dòng)形成人與自然和諧發(fā)展。正是在這種新環(huán)境要求下，對(duì)于我們過去的環(huán)境改革目標(biāo)提出了新的要求，就污水處理該領(lǐng)域，我國將面臨大部分城市污水處理廠升級(jí)改造要求，本文將從傳統(tǒng)的污水廠改造升級(jí)方面入手，闡明在污水廠改造過程中的主要改造方法并進(jìn)行初步的分析和討論。

通過對(duì)過去多個(gè)污水廠改造的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)在該類改造的過程中應(yīng)該抓住幾個(gè)基本的原則，第一，改造工藝達(dá)標(biāo)原則，即在整個(gè)改造的過程中，我們的設(shè)計(jì)本著國家多環(huán)境保護(hù)的新要求，在改造后，水質(zhì)必須達(dá)標(biāo)，并且在改造的過程中，要留有今后進(jìn)一步改造的空間，便于今后水環(huán)境要求的進(jìn)一步提高，而采取更高的改善措施。第二，經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)最優(yōu)原則，即在改造的過程中，必須結(jié)合本工程的實(shí)際情況，有針對(duì)性的采取切實(shí)可行的方法，讓改造主體和社會(huì)都能接受，使之達(dá)到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)環(huán)境的最佳效益。第三，工藝成熟穩(wěn)定原則，在進(jìn)行技術(shù)改造的過程中，對(duì)多種技術(shù)進(jìn)行比較，盡量選擇成熟穩(wěn)定的技術(shù)，同時(shí)便于在實(shí)際工作過程中的操作和管理。

通過大量的實(shí)踐好經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)不同類型和時(shí)期的污水處理廠改造的方法或者思路概括如下：

1 對(duì)傳統(tǒng)的活性污泥法污水廠的改造

對(duì)于大型城市的污水廠如上海，大部分的污水處理廠建設(shè)于90年代，由于當(dāng)時(shí)人們對(duì)于污水處理的認(rèn)識(shí)局限于對(duì)生化需氧量和懸浮固體SS的去除。因此，80年代前建成的污水廠多為傳統(tǒng)活性污泥法，不具備脫氮除磷的功能，在此類污水廠改造的過程中，最核心的方法和思路：即將傳統(tǒng)的活性污泥工藝改造為Bardenpho工藝、A2/O工藝、改良A2/O工藝、倒置A2/O工藝等，同時(shí)達(dá)到脫氮除磷目的[2-11]。如在在上海的11個(gè)老污水廠的改造中，大多數(shù)都采用了A/A/O、Hybrid、物化法、生物膜法[1]。通過大量的實(shí)踐研究和證明，其中最穩(wěn)定的還是以A/A/O為核心的成熟工藝，污泥培養(yǎng)、馴化非常快，基本實(shí)現(xiàn)了同步改造同步達(dá)標(biāo)排放，但有些采用新工藝的污水廠則或多或少經(jīng)歷了反復(fù)調(diào)試和整改。

2 對(duì)A2/O及A/O類工藝污水廠的改造方法

如果說該類污水廠在傳統(tǒng)的活性污泥法的工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上可以說又進(jìn)了一步，但在實(shí)際運(yùn)行的過程中也出現(xiàn)過各種各樣的問題，如水質(zhì)的進(jìn)水的生化指標(biāo)偏低；有些出水的的氮、磷指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，有點(diǎn)經(jīng)過處理后不能達(dá)到會(huì)用水的標(biāo)準(zhǔn)等各種因素，針對(duì)以上工藝概括起來，在核心的工藝改造過程中，除了對(duì)好氧，厭氧池的大小尺寸改造、改變其水力停留時(shí)間、改變其進(jìn)水方式的方式外，主要采取兩種主要方法，一是A2/O及A/O類工藝與混凝沉淀工藝的結(jié)合，另外一種主要是A2/O及A/O類工藝與生物填料的結(jié)合，有些時(shí)候是這兩種方法的結(jié)合。如對(duì)青島市團(tuán)島污水站進(jìn)行改造的過程中，該項(xiàng)目首先分析了系統(tǒng)存在問題，然后選擇方案對(duì)原有的A2/0工藝進(jìn)行改造，在好氧段投加填料形成生物膜與活性污泥復(fù)合的MBBR系統(tǒng)，增強(qiáng)硝化功能和脫氮效率，改善生物系統(tǒng)穩(wěn)定性.升級(jí)改造后污水處理廠運(yùn)行效果良好，出水COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分別穩(wěn)定達(dá)到93.5%、98.5%、89.5%、91.5%，為污水處理廠總出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn).改類改造方法的特點(diǎn)就是[2]：（1）有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷有能力，出水比較穩(wěn)定。其次就是水力停留時(shí)間短，使得投資和運(yùn)行成本大大降低。最后，填料可以同時(shí)吸附后生動(dòng)物與微生物，可以同時(shí)發(fā)揮作用起到高度氧化的效果，比改造前減少大量的污泥產(chǎn)量。

不僅如此，有些污水處理廠必須對(duì)氮磷指標(biāo)有進(jìn)一步的提升，對(duì)于需要提高除磷和SS的去除效果的A2/O工藝可以在原工藝尾端設(shè)置混凝沉淀過濾工藝。該工藝能夠有效去除污水的濁度、色度和磷。混凝沉淀過濾能夠去除污水中的小部分有機(jī)物，但是不能夠去除溶解在水中的有機(jī)物和氮。以采用A2/0工藝的某污水處理廠的升級(jí)改造為例，改造后采用混凝沉淀工藝，原工藝經(jīng)過改造在尾端設(shè)置混凝沉淀工藝能夠很好地去除SS和磷，但是不能夠有效的提高氮和溶解性污染物的去除效果[3]。所以很多時(shí)候，在改造的過程中都是這兩種方法的結(jié)合作為核心處理單元。

3 對(duì)污水廠其他方面的改造

除了前面所提到的改造方法以外，還有一些其他的改造方法，如進(jìn)水方式的改造；如單點(diǎn)進(jìn)水，改為多點(diǎn)進(jìn)水；如增氧方式的改造方面，主要是改變和提高溶氧的效率，使得他的處理效率更高，如在對(duì)池體不同單元大小的改造以及增加新的處理單元和必要的動(dòng)力設(shè)備這方面，有些改造方案往往是組合運(yùn)用，如在大連開發(fā)區(qū)一期污水廠改造的過程中，就對(duì)其一級(jí)處理單元增加了細(xì)格柵和曝氣沉砂池，不僅如此，該設(shè)計(jì)還充分利用原有生物池，原有1#、2#生物池總池容新建2座生物池，作為原有生物池的預(yù)缺氧池、厭氧池及過渡區(qū)。分別與1#、2#及3#、4#生物池對(duì)應(yīng)。根據(jù)原有生物池容積比例，1#、2#缺氧池（含預(yù)缺氧池、厭氧池及過渡區(qū)）設(shè)計(jì)規(guī)模分別為5.7×104m3/d及4.3×104m3/d。新增缺氧池總尺寸82.6 m×56.3 m×8.0 m，2#缺氧池總尺寸為65.7 m×54.9m×8.0 m，在該改造的過程中，在大型設(shè)備整改方面，該設(shè)計(jì)把鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)原有5臺(tái)多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)（4用1備，Q=7500m3/h，風(fēng)壓為70kPa，N=185kW）增加1臺(tái)同型號(hào)備用風(fēng)機(jī)，達(dá)到4用2備，并且在最末端增加了污泥回流[4]。通過這多種聯(lián)合的改造，污水處理廠自調(diào)試運(yùn)行以來，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定運(yùn)行并優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是NH3-N、TN指標(biāo)要遠(yuǎn)優(yōu)于預(yù)期效果。

隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格以及城市對(duì)再生水需求量的日益增加，污水廠升級(jí)改造工程將備受關(guān)注。概括而言，污水廠的改造工程應(yīng)針對(duì)污水廠現(xiàn)狀工藝流程、進(jìn)出水水質(zhì)、現(xiàn)有構(gòu)筑物參數(shù)及現(xiàn)狀可改造條件，結(jié)合污水處理的最終出路，確定工藝改造方案，并充分考慮日后的日常維護(hù)管理及通風(fēng)，只有這樣才能使得在污水廠改造的過程中達(dá)到質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最優(yōu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王肖軍.老污水處理廠技術(shù)改造與排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)[J].凈水技術(shù)，2012，31（02）：101-104.

[2]孫賢鵬，包蘇俊.青島市團(tuán)島污水廠生化單元升級(jí)改造方案選擇與效果分析[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，31（01）：74-79.

[3]孫文汗，趙漢.城市污水處理工藝的升級(jí)改造適用方法[J].遼寧化工，2013，42（05）：559-561.

[4]王姣，鞠鳳.大連開發(fā)區(qū)污水處理一廠升級(jí)改造工程設(shè)計(jì)[J].中國給誰排水，2013，29（22）：79-82.

作者簡介：胡祖武 （1980-），男，湖北荊州人， 碩士研究生，工程師，水污染及工業(yè)環(huán)境安全。